Ilmuwan Australia telah mampu mengurangi tingkat kesalahan dalam qubit semikonduktor, sel unit komputer kuantum, ke level 0,04%. Ini membuka jalan bagi penciptaan komputer universal, kata fisikawan dalam jurnal Nature Electronics.
Selama beberapa tahun sekarang, Dzurak dan rekan-rekan universitasnya telah mengembangkan komponen yang diperlukan untuk merakit komputer kuantum solid-state yang lengkap. Jadi, pada 2010 mereka menciptakan transistor elektron tunggal kuantum, dan pada 2012 - qubit silikon lengkap berdasarkan atom fosfor-31.
Pada 2013, mereka merakit versi baru qubit, yang memungkinkan untuk membaca data darinya dengan akurasi hampir 100% dan tetap stabil untuk waktu yang sangat lama. Pada bulan Oktober 2015, Dzurak dan timnya mengambil langkah pertama untuk menciptakan komputer kuantum silikon pertama dengan menggabungkan dua qubit ke dalam modul yang melakukan operasi OR logis.
Tinggal satu langkah lagi - untuk mempelajari cara menggabungkan qubit serupa menggunakan teknologi semikonduktor yang sama dengan sel memori kuantum itu sendiri. Sangat sulit untuk melakukan ini, karena qubit semikonduktor "biasa" hanya dapat berinteraksi satu sama lain dalam jarak dekat.
Setelah memecahkan masalah ini dua tahun lalu, para ilmuwan Australia berpikir tentang bagaimana "merekatkan" qubit menjadi satu kesatuan dan belajar bagaimana "mencetak" mereka seperti yang dilakukan pabrikan elektronik saat membuat sirkuit mikro. Buah dari refleksi ini adalah rencana pertama untuk membuat "sirkuit mikro" kuantum yang disajikan oleh tim Dzurak pada Desember 2017.
Ide-ide ini, seperti dicatat oleh Dzurak, timnya berhasil diterjemahkan ke dalam praktik musim gugur lalu, menggunakan apa yang disebut teknologi CMOS - salah satu teknik yang paling umum dan terbukti untuk pembuatan sirkuit mikro. Para ilmuwan telah menggunakannya untuk "mencetak" semua komponen qubit, serta pemancar gelombang mikro, titik kuantum, dan transistor yang diperlukan untuk menulis data baru dengan benar ke dalam sel memori kuantum.
Setelah memecahkan masalah ini, fisikawan memikirkan langkah besar berikutnya - untuk membuat komputer kuantum yang benar-benar universal, mereka perlu membuat qubit mereka bekerja hampir sempurna, membuat kesalahan tidak lebih dari 1% setiap saat. Dalam hal ini, sisa masalah dalam pekerjaan mereka dapat dihilangkan menggunakan algoritma koreksi kesalahan khusus dan qubit logis, daripada fisik.
Sebagai catatan peneliti, ada dua cara untuk meningkatkan akurasi perangkat tersebut - dengan memperbaiki desain sel memori itu sendiri dan mengubah cara informasi dibaca dan ditulis di dalamnya. Fisikawan Australia mengambil jalur kedua, menggunakan algoritma dan teknik yang dikembangkan oleh rekan teoritis mereka di Universitas Sydney.
Video promosi:
Mereka membantu Zuraku dan timnya mengubah struktur pulsa kontrol gelombang mikro sedemikian rupa sehingga jumlah kesalahan saat membaca atau menulis data berkurang beberapa kali lipat. Hasilnya, para ilmuwan tidak hanya melangkahi "penghalang koreksi kesalahan", tetapi juga melewati superkonduktor dan qubit "atom", yang sebelumnya dianggap lebih menjanjikan untuk menciptakan mesin kuantum yang kompleks.
Dalam waktu dekat, kedua kelompok peneliti berencana untuk melakukan pengukuran serupa pada kombinasi beberapa qubit dan sirkuit mikro yang telah dibuat oleh Dzurak dan timnya di masa lalu. Para ilmuwan berharap mereka dapat mengurangi tingkat kesalahan keseluruhan ke tingkat yang memungkinkan terciptanya komputer kuantum yang lengkap di tahun-tahun mendatang.
